用于摩擦电纳米发电机的导电、弹性且耐恶劣环境的共价交联纤维的熔融纺丝制备

《Advanced Materials》：Melt Spinning Preparation of Conductive, Elastic, and Harsh Condition-Tolerant Covalently Cross-Linked Fibers for Triboelectric Nanogenerator

弹性导电纤维通过动态共价键聚脲材料在熔纺过程中实现高效复合，解决了传统高粘度材料加工难题。纤维具备7.8MPa拉伸强度、53.5%拉伸率、200℃耐温及耐溶剂特性，集成到摩擦纳米发电机后信号输出提升10倍。

　　

摘要

弹性导电纤维因其柔韧性、透气性和可集成性而在智能纺织品中至关重要。虽然传统的共价交联纤维具有优异的性能，但其高粘度限制了熔融加工，并阻碍了与导电填料的有效复合。目前，基于动态共价键的熔融纺丝技术仍处于起步阶段，尚未有研究报道利用该技术成功制备出共价交联的电子导电纤维。为此，研究人员开发了一种兼具高性能和优异可再加工性的共价交联聚氨酯。在再加工过程中，小分子交联剂从交联网络中释放出来，削弱了线性分子链之间的非共价相互作用，从而在塑化和降低粘度方面发挥了关键作用。所合成的聚氨酯与导电填料形成了均匀的复合体系，通过熔融纺丝制备出了弹性导电纤维。这些导电纤维具有较高的拉伸强度（7.8 MPa）、延展性（53.5%）、耐高温性（200°C）和耐溶剂性。制备出的纤维被集成到一种耐恶劣环境的摩擦电纳米发电机中，用于信息传输。具有负介电常数特性的导电纤维由于其独特的极化行为，使信号输出提高了十倍，为构建先进的摩擦电纳米发电机提供了新的方法。

利益冲突

作者声明没有竞争性财务利益。